一维光子晶体能带计算


#1

老师您好,我是之前在另外一个帖子向您提问的那个学生,再次感谢您的帮助。我模拟的结构宽度较小时(0.55微米),我可以看到带隙的出现如图1 ,但是当波导宽度较大时(2微米),带隙消失了,如图2.我调整了周期和孔洞大小,没有起到有效作用,请问一般出现这种情况还可以做哪些调整?另外边界条件中stretched coordinate PML的standard和 stabilized有何区别?一般用哪个较好?另外对于一维情况,bandstructure和 FDTD 的y span 是否需要和波导宽度一致?


#2

第一个图的确能看到带隙,而且两个偏振的结果不同。
第二个图,要看清楚,你需要减小计算的最大频率,例如到1.6*1E14 HZ就足够了;前面说的,波导宽度变大后,所能支持的模式称为多模(我猜测可以查看Bloch模式),可能影响谐振特性。

如果周期在X方向,FDTD 的y span应该大于波导宽度,边界应该在包层里并且不能将模式截断,否则产生损耗。

请你再优化测试,例如仅计算Kx/K0=0.5 地方,没有必要计算其它K值。你知道带隙只能在这些对称点上。

PML的问题参见这个帖子


#3

老师您好,对于我的结构我发现用source做激励而不是用dipole cloud 得到的能带图更清晰,这是因为source 只有一种模式的原因么?我可以用source当做激励源么?而不用dipole cloud?第一个图是用source激励的,第二个是用dipole激励的。我发现当其他条件相同时,得到的带隙宽度和位置一致。另外,对于mesh ,我将mesh区域只覆盖我要仿真的光子晶体区域,没有覆盖FDTD边界进入上下左右包层的那部分,这样可以么?success.fsp (4.3 MB)


#4

老师您好,我还想请教一下dipole cloud 的theta 该如何设置?我发现theta设置为0的时候,带隙较清晰,但是设置为随机带隙就不清晰了。这块该如何设置呢?主要想关注TE模式的。
谢谢老师


#5

你用的是模式光源,也许就对了,因为你的这个结构是在原波导基础上的微扰动。
同理,Theta也是这样,因为这个结构主要支持波导模式,其它的模式(偏振)也可能形成能带结构,所以不同的模式就交叠了,因此看着比较乱,但是它们对应不同的模式。

关注TE模式就近设置TE模式,或者找到此此模式对应的主偏振分量,偶极子的Theta就对应此偏振就可以。

此外,我感觉你应该将基底的YSpan变大,实际波导不会就这么一点宽吧?bandstructure mode source better.fsp (1.2 MB)